[发明专利]二级乙酸盐发酵

说明书

本公开涉及将气体转化成乙酸盐的一次发酵与将乙酸盐转化成目标产物的二级发酵的组合。优选地，所述气体含有二氧化碳，使得本公开能够将二氧化碳固定到有用产物中。发酵可以是好氧型和厌氧型、分批式和连续式的任何组合。发酵微生物通常可以是细菌或真菌。

交叉引用

本申请要求2019年7月25日提交的第62/878,528号美国临时申请和2020年3月9日提交的第62/986,940号美国临时申请的权益。所述临时申请的内容明确地以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及将气体转化成乙酸盐的一级发酵与将乙酸盐转化成目标产物的二级发酵的组合。举例来说，所述气体可含有二氧化碳，使得本公開能够将二氧化碳固定到有用产物中。

背景技术

缓解即将到来的气候变化需要大幅度减少排放温室气体(GHG)，例如通过燃烧如煤和石油等化石燃料产生的那些温室气体。尽管化学物质和运输燃料的可持续来源目前不足以显著取代我们对化石碳的依赖，但气体发酵最近已作为将此类气体(例如二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和/或氢气(H₂))生物固定为可持续燃料和化学物质的替代平台出现。确切地说，气体发酵技术可利用各种原料(包括气化的有机物质(例如城市固体废料或农业废料)或工业废气(例如来自钢厂或石油精炼厂))产生乙醇、喷射燃料和多种其它产物。仅气体发酵便可取代30％的原油使用并且将全球CO₂排放减少10％，但如同使用任何突破性技术，在完全实现此可能之前仍存在许多技术挑战。

发明内容

在一个实施例中，本公开是一种从CO和任选地H₂或CO₂和H₂产生至少一种目标产物的方法。将至少包含CO和任选地H₂或CO₂和H₂的气态底物引入第一生物反应器中，所述第一生物反应器含有至少一种第一微生物于第一液体营养培养基中的培养物。气态底物经厌氧发酵以在第一发酵培养液中产生作为第一产物的乙酸盐。第一微生物表达伍德-永达尔(Wood-Ljungdahl)路径的酶。将第一发酵培养液的至少一部分转移到第二生物反应器中，所述第二生物反应器含有至少一种第二微生物于第二液体营养培养基中的培养物。所述第二微生物是与所述第一微生物不同的物种。使第一产物在第二发酵培养液中发酵而产生至少第一目标产物。

其它实施例和操作选项是可能的。其中一些更详细地论述于下文。

附图说明

图1是本公开的一个实施例的图，其具有用于从CO和任选地H₂或CO₂和H₂产生目标产物的双发酵罐系统，其中使CO₂流从第二生物反应器再循环到第一生物反应器。任选地，对CO₂流进行处理以去除氧气并且形成基本上无氧的CO₂流。

图2是本公开的一个实施例的图，其具有用于从CO和任选地H₂或CO₂和H₂产生目标产物的双发酵罐系统，其中使CO₂流从第二生物反应器再循环到一级生物反应器。任选地，CO₂流在再循环到一级生物反应器之前可加以处理，以去除氧气并且形成基本上无氧的CO₂流。另外，图2作为又另一个实施例展示了水电解器，其用于产生至少一部分H₂供在一级生物反应器中使用和至少一部分O₂供在二级生物反应器中使用。

具体实施方式

本公开涉及将气体转化成乙酸盐的一级发酵(第一阶段发酵)与将乙酸盐转化成目标产物的二级发酵(第二阶段发酵)的组合。

一级发酵